Ako vypočítať výbojovú hlavu vertikálneho čerpadla zmiešaného prietoku?

Ako vypočítať výbojovú hlavu vertikálneho čerpadla zmiešaného prietoku?

Ako dodávateľ vertikálnych čerpadiel zmiešaných prietokov často dostávam od zákazníkov otázky o tom, ako vypočítať vypúšťaciu hlavu týchto čerpadiel. Pochopenie hlavy vypúšťania je rozhodujúce pre správny výber čerpadla a návrh systému. V tomto blogovom príspevku vysvetlím kľúčové koncepty a kroky spojené s výpočtom výtokovej hlavy vertikálneho čerpadla zmiešaného prietoku.

Pochopenie základov výtokovej hlavy

Vypúšťacia hlava čerpadla sa vzťahuje na celkovú energiu na jednotku hmotnosti tekutiny, ktorú čerpadlo prepožičiava tekutine. Je to miera schopnosti pumpy zdvíhať a pohybovať tekutinou proti gravitácii a prekonať straty trenia v potrubnom systéme. Výtoková hlava je zvyčajne vyjadrená v jednotkách dĺžky, ako sú merače alebo nohy.

Existujú dve hlavné komponenty výtokovej hlavy: statická hlava a trecia hlava.

Statická hlava
Statická hlava je vertikálna vzdialenosť medzi stredovou čiaryou čerpadla a najvyšším bodom výbojového bodu v systéme. Predstavuje energiu potrebnú na zdvihnutie tekutiny proti gravitácii. Existujú dva typy statickej hlavy: sacia statická hlava a statická hlava prepustenia.

• Sact Static Head: Ak je zdroj tekutiny nad stredovou čiary čerpadla, je nasávaná statická hlava pozitívna. Ak je zdroj tekutiny pod stredovou čiary čerpadla, sacia statická hlava je negatívna a často sa označuje ako sací výťah.
• Statická hlava: Toto je vertikálna vzdialenosť od stredovej čiary čerpadla do najvyššieho bodu výboja.

Trecia hlava
Trecia hlava je strata energie v dôsledku trenia medzi tekutinou a vnútorným povrchom potrubí, tvaroviek, ventilov a ďalších komponentov v potrubnom systéme. Trečná hlava závisí od niekoľkých faktorov, vrátane prietoku, priemeru rúrky, dĺžky potrubia, drsnosti potrubného interiéru a typu použitých prístrojov a ventilov.

Kroky na výpočet výtokovej hlavy

Na výpočet výtokovej hlavy vertikálneho čerpadla zmiešaného prietoku môžete postupovať podľa týchto krokov:

Krok 1: Určite statickú hlavu

• Zmerajte alebo získajte rozdiel nad zvýšením medzi zdrojom tekutiny a stredovou linkou čerpadla, aby ste určili sackú statickú hlavu (HSS).
• Zmerajte alebo získajte rozdiel nad vyvýšením medzi strednou linkou čerpadla a najvyšším bodom výtoku, aby ste určili statickú hlavu vybíjania (HDS).
• Celková statická hlava (HST) je súčet sacieho statickej hlavy a statická hlava výtoku: HST = HSS + HDS

Krok 2: Vypočítajte hlavu trecieho

• Prietok: Po prvé, stanovte požadovaný prietok (Q) systému. Zvyčajne sa zakladá na požiadavkách na aplikáciu, ako je množstvo vody potrebnej na zavlažovanie alebo objem tekutiny, ktorá sa má prenášať v danom čase.
• Charakteristika potrubia: Zhromaždite informácie o rúrkovom systéme, vrátane priemeru rúrky (D), dĺžky potrubia (L) a drsnosti vnútorného potrubia (ε). Rôzne typy potrubí majú rôzne hodnoty drsnosti. Napríklad hladké plastové potrubia majú nižšiu drsnosť v porovnaní s liatinovými železnými rúrkami.
• Trenie: Použite metódu na výpočet faktora trenia (F). Jednou z bežných metód je Colebrook - biela rovnica alebo náladový graf. Pre laminárny tok (Reynoldsovo číslo RE <2000) sa trenie môže vypočítať pomocou vzorca F = 64/re, kde RE = ρvd/μ (ρ je hustota tekutiny, v je rýchlosť tekutiny, D je priemer rúrky a μ je tekutá dynamická viskozita). Pri turbulentnom toku je výpočet zložitejší a často sa používajú náladové grafy alebo empirické korelácie.
• Trenie hlavy: Trecia hlava (HF) sa dá vypočítať pomocou rovnice Darcy - Weisbach: HF = F * (L/D) * (V²/2G), kde v je rýchlosť tekutiny v potrubí (v = q/a, A je prierezová plocha potrubia).
• Armatúry a ventily: Okrem trenia potrubia musíte zodpovedať za straty trenia v príslušenstve a ventiloch. Každá armatúra a ventil má ekvivalentnú dĺžku (LE), ktorú je možné pridať k skutočnej dĺžke potrubia. Trecia hlava v dôsledku tvaroviek a ventilov sa dá vypočítať rovnakým spôsobom ako trecia hlava potrubia.

Krok 3: Vypočítajte výtokovú hlavu
Vypúšťacia hlava (HD) čerpadla je súčet celkovej statickej hlavy a celkovej trecej hlavy: HD = HST+ HF

Príklad výpočtu

Predpokladajme, že pre aplikáciu zavlažovania máme vertikálny systém zmiešaného prietokového čerpadla.

• Zdroj vody je studňa a hladina vody v studni je 2 metre pod stredovou čiary čerpadla (sačný výťah, HSS =- 2 m).
• Výtokový bod je postrekovací systém umiestnený 10 metrov nad stredovou linkou čerpadla (statická hlava výboja, HDS = 10 m). Takže celková statická hlava HST = HSS + HDS = -2 + 10 = 8 m.
• Požadovaný prietok Q je 50 m³/h. Priemer potrubia D je 100 mm (0,1 m) a dĺžka potrubia L je 50 m. Potrubie je vyrobené z PVC, s drsnosťou ε = 0,0015 mm.
• Najskôr vypočítajte rýchlosť tekutiny v: a = π * (d²/4) = π * (0,1²/4) = 0,00785 m². V = q/(3600 * a) = 50/(3600 * 0,00785) ≈1,77 m/s.
• Vypočítajte číslo Reynolds Re = ρvd/μ. Za predpokladu, že voda pri 20 ° C, ρ = 1000 kg/m³ a μ = 0,001 pa · s. RE = (1000 * 1,77 * 0,1) /0,001 = 177000 (turbulentný tok).
• Pomocou náladovej tabuľky alebo vhodnej korelácie predpokladajte faktor trenia F = 0,02.
• Vypočítajte treciu hlavu HF = F * (L/D) * (V²/2G) = 0,02 * (50/0,1) * (1,77²/(2 * 9,81)) ≈1,58 m.
• Výtoková hlava HD = HST + HF = 8 + 1,58 = 9,58 m

Dôležitosť presného výpočtu výtoku

Presné výpočet výtokovej hlavy je nevyhnutné z niekoľkých dôvodov:

• Výber čerpadla: Pomáha pri výbere správneho čerpadla pre aplikáciu. Ak je vypočítaná hlava vypúšťania príliš nízka, čerpadlo nemusí byť schopné zdvihnúť tekutinu do požadovanej výšky alebo prekonať straty trenia. Ak je vypočítaná výtoková hlava príliš vysoká, môže sa zvoliť nadmerné čerpadlo, čo môže viesť k vyššej spotrebe energie a zbytočným nákladom.
• Výkonnosť: Správne vypočítaná hlava výboja zaisťuje, že čerpadlo funguje v rámci svojho optimálneho rozsahu a poskytuje efektívny a spoľahlivý výkon. Pomáha vyhnúť sa problémom, ako je kavitácia, ktorá môže poškodiť pumpu a znížiť jeho životnosť.

Naše vertikálne zmiešané prietokové čerpadlá

V našej spoločnosti ponúkame širokú škáluZmiešané prietokové odstredivé čerpadláktoré sú vhodné pre rôzne aplikácie. NášPieskové zavlažovacie odpadové čerpadlású navrhnuté tak, aby manipulovali s tekutmi s pieskom a inými tuhými časticami, vďaka čomu sú ideálne na zavlažovacie a kanalizačné aplikácie. Máme tiežVákuum odstredivé vertikálne zmiešané prietokové čerpadláktoré môžu fungovať za vákuových podmienok.

Ak potrebujete pre svoj projekt vertikálne čerpadlo zmiešaného prietoku a nie ste si istí výpočtom výtokovej hlavy alebo s tým, ktoré čerpadlo si vybrať, náš tím odborníkov je tu, aby vám pomohol. Môžeme vám pomôcť pri presnom výpočte výtokovej hlavy a pri výbere najvhodnejšieho čerpadla pre vaše konkrétne požiadavky. Kontaktujte nás a získajte viac informácií a začnite diskusiu o obstarávaní.

Odkazy

• Crane, DS (1988). Prietok tekutín cez ventily, armatúry a potrubie. Technický dokument č. 410 m. Crane Co.
• Streeter, VL a Wylie, EB (1981). Tekutá mechanika. McGraw - Hill.